आज, हम चरम-संकीर्ण लिनिविथ लेजर के लिए एक "मोनोक्रोमैटिक" लेजर पेश करेंगे।इसका उद्भव लेजर के कई अनुप्रयोग क्षेत्रों में अंतराल को भरता है, और हाल के वर्षों में गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाने, liDAR, वितरित सेंसिंग, उच्च गति सुसंगत ऑप्टिकल संचार और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, जो एक "मिशन" है जिसे पूरा नहीं किया जा सकता है। केवल लेजर शक्ति में सुधार करके पूरा किया गया।
नैरो लाइनविड्थ लेज़र क्या है?
शब्द "लाइन चौड़ाई" आवृत्ति डोमेन में लेजर की वर्णक्रमीय रेखा चौड़ाई को संदर्भित करता है, जिसे आमतौर पर स्पेक्ट्रम की आधी-शिखर पूर्ण चौड़ाई (एफडब्ल्यूएचएम) के संदर्भ में निर्धारित किया जाता है।लाइनविद्थ मुख्य रूप से उत्तेजित परमाणुओं या आयनों के सहज विकिरण, चरण शोर, अनुनादक के यांत्रिक कंपन, तापमान घबराहट और अन्य बाहरी कारकों से प्रभावित होता है।लाइन की चौड़ाई का मान जितना छोटा होगा, स्पेक्ट्रम की शुद्धता उतनी ही अधिक होगी, यानी लेजर की मोनोक्रोमैटिकिटी उतनी ही बेहतर होगी।ऐसी विशेषताओं वाले लेजर में आमतौर पर बहुत कम चरण या आवृत्ति शोर और बहुत कम सापेक्ष तीव्रता शोर होता है।साथ ही, लेज़र की रैखिक चौड़ाई का मान जितना छोटा होगा, संबंधित सुसंगतता उतनी ही मजबूत होगी, जो अत्यंत लंबी सुसंगत लंबाई के रूप में प्रकट होती है।
नैरो लिनिविथ लेजर का एहसास और अनुप्रयोग
लेजर के कार्यशील पदार्थ के अंतर्निहित लाभ लाइनविड्थ द्वारा सीमित, पारंपरिक ऑसिलेटर पर भरोसा करके संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर के आउटपुट को सीधे महसूस करना लगभग असंभव है।संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर के संचालन का एहसास करने के लिए, आमतौर पर लाभ स्पेक्ट्रम में अनुदैर्ध्य मापांक को सीमित करने या चयन करने के लिए फिल्टर, झंझरी और अन्य उपकरणों का उपयोग करना आवश्यक होता है, अनुदैर्ध्य मोड के बीच शुद्ध लाभ अंतर को बढ़ाएं, ताकि एक हो लेजर रेज़ोनेटर में कुछ या यहां तक कि केवल एक अनुदैर्ध्य मोड दोलन।इस प्रक्रिया में, लेजर आउटपुट पर शोर के प्रभाव को नियंत्रित करना और बाहरी वातावरण के कंपन और तापमान परिवर्तन के कारण वर्णक्रमीय रेखाओं के चौड़ीकरण को कम करना अक्सर आवश्यक होता है;साथ ही, इसे शोर के स्रोत को समझने और लेजर के डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए चरण या आवृत्ति शोर वर्णक्रमीय घनत्व के विश्लेषण के साथ भी जोड़ा जा सकता है, ताकि संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर के स्थिर आउटपुट को प्राप्त किया जा सके।
आइए लेज़रों की कई अलग-अलग श्रेणियों के संकीर्ण लाइनविड्थ ऑपरेशन की प्राप्ति पर एक नज़र डालें।
सेमीकंडक्टर लेजर में कॉम्पैक्ट आकार, उच्च दक्षता, लंबे जीवन और आर्थिक लाभ के फायदे हैं।
फैब्री-पेरोट (एफपी) ऑप्टिकल रेज़ोनेटर पारंपरिक में उपयोग किया जाता हैअर्धचालक लेजरआम तौर पर बहु-अनुदैर्ध्य मोड में दोलन होता है, और आउटपुट लाइन की चौड़ाई अपेक्षाकृत चौड़ी होती है, इसलिए संकीर्ण लाइन चौड़ाई का आउटपुट प्राप्त करने के लिए ऑप्टिकल फीडबैक को बढ़ाना आवश्यक है।
वितरित फीडबैक (डीएफबी) और वितरित ब्रैग प्रतिबिंब (डीबीआर) दो विशिष्ट आंतरिक ऑप्टिकल फीडबैक सेमीकंडक्टर लेजर हैं।छोटी झंझरी पिच और अच्छी तरंग दैर्ध्य चयनात्मकता के कारण, स्थिर एकल-आवृत्ति संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट प्राप्त करना आसान है।दो संरचनाओं के बीच मुख्य अंतर झंझरी की स्थिति है: डीएफबी संरचना आम तौर पर पूरे अनुनादक में ब्रैग झंझरी की आवधिक संरचना को वितरित करती है, और डीबीआर का अनुनादक आमतौर पर प्रतिबिंब झंझरी संरचना और लाभ क्षेत्र से बना होता है जिसमें एकीकृत होता है अंतिम सतह.इसके अलावा, डीएफबी लेज़र कम अपवर्तक सूचकांक कंट्रास्ट और कम परावर्तनशीलता के साथ एम्बेडेड झंझरी का उपयोग करते हैं।डीबीआर लेजर उच्च अपवर्तक सूचकांक कंट्रास्ट और उच्च परावर्तनशीलता के साथ सतह झंझरी का उपयोग करते हैं।दोनों संरचनाओं में एक बड़ी मुक्त वर्णक्रमीय सीमा होती है और कुछ नैनोमीटर की सीमा में मोड जंप के बिना तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग कर सकती है, जहां डीबीआर लेजर की तुलना में व्यापक ट्यूनिंग रेंज होती हैडीएफबी लेजर.इसके अलावा, बाहरी कैविटी ऑप्टिकल फीडबैक तकनीक, जो सेमीकंडक्टर लेजर चिप के आउटगोइंग लाइट को फीडबैक देने और आवृत्ति का चयन करने के लिए बाहरी ऑप्टिकल तत्वों का उपयोग करती है, सेमीकंडक्टर लेजर के संकीर्ण लाइनविड्थ ऑपरेशन का भी एहसास कर सकती है।
(2) फाइबर लेजर
फाइबर लेजर में उच्च पंप रूपांतरण दक्षता, अच्छी बीम गुणवत्ता और उच्च युग्मन दक्षता होती है, जो लेजर क्षेत्र में गर्म शोध विषय हैं।सूचना युग के संदर्भ में, फ़ाइबर लेज़रों की बाज़ार में मौजूदा ऑप्टिकल फ़ाइबर संचार प्रणालियों के साथ अच्छी अनुकूलता है।संकीर्ण रेखा की चौड़ाई, कम शोर और अच्छी सुसंगतता के फायदे के साथ एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर इसके विकास की महत्वपूर्ण दिशाओं में से एक बन गया है।
एकल अनुदैर्ध्य मोड ऑपरेशन संकीर्ण लाइन-चौड़ाई आउटपुट प्राप्त करने के लिए फाइबर लेजर का मूल है, आमतौर पर एकल आवृत्ति फाइबर लेजर के अनुनादक की संरचना के अनुसार डीएफबी प्रकार, डीबीआर प्रकार और रिंग प्रकार में विभाजित किया जा सकता है।उनमें से, डीएफबी और डीबीआर एकल-आवृत्ति फाइबर लेजर का कार्य सिद्धांत डीएफबी और डीबीआर सेमीकंडक्टर लेजर के समान है।
जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, डीएफबी फाइबर लेजर को फाइबर में वितरित ब्रैग ग्रेटिंग लिखना है।क्योंकि थरथरानवाला की कामकाजी तरंग दैर्ध्य फाइबर अवधि से प्रभावित होती है, अनुदैर्ध्य मोड को झंझरी की वितरित प्रतिक्रिया के माध्यम से चुना जा सकता है।डीबीआर लेजर का लेजर रेज़ोनेटर आमतौर पर फाइबर ब्रैग झंझरी की एक जोड़ी द्वारा बनता है, और एकल अनुदैर्ध्य मोड मुख्य रूप से संकीर्ण बैंड और कम परावर्तन फाइबर ब्रैग झंझरी द्वारा चुना जाता है।हालाँकि, इसके लंबे अनुनादक, जटिल संरचना और प्रभावी आवृत्ति भेदभाव तंत्र की कमी के कारण, रिंग के आकार की गुहा में मोड हॉपिंग का खतरा होता है, और लंबे समय तक निरंतर अनुदैर्ध्य मोड में स्थिर रूप से काम करना मुश्किल होता है।
चित्र 1, एकल आवृत्ति की दो विशिष्ट रैखिक संरचनाएँफाइबर लेजर
पोस्ट करने का समय: नवंबर-27-2023